Современные способы и методы очистки воды

Введение

Опыт эксплуатации московских водопроводных станций показывает, что основные проблемы в процессе водоподготовки возникают при проведении коагуляционной обработки воды. Это обусловлено не только изменением качества поверхностных вод, но и конструктивными особенностями очистных сооружений. В результате исследований гидравлической части головных сооружений московских водопроводных станций, проведенных в 2000 г. Инженерно-технологическим центром МГУП «Мосводоканал», было выявлено, что гидравлические камеры хлопьеобразования, разработанные еще в конце XIX века, перестали удовлетворять требованиям, предъявляемым к этим сооружениям, с учетом ужесточения нормирования остаточного алюминия в питьевой воде. Одной из основных проблем является невозможность достаточно эффективного управления работой головных сооружений в условиях значительного изменения гидравлической нагрузки, в том числе по сезонам года. За рубежом проводятся обширные исследования в этом направлении. Разработан широкий спектр новых подходов к формированию сооружений, накоплен значительный опыт их эксплуатации.

По мнению специалистов Инженерно-технологического центра, наиболее перспективным представляется переоборудование горизонтальных отстойников в блоки осветления путем организации в коридорах отстойников механических камер хлопьеобразования, оснащенных тихоходными мешалками с вертикальным штоком и регулируемой скоростью вращения, и собственно отстойной части, оборудованной тонкослойными модулями, системой поверхностного сбора отстоянной воды и системой гидравлического удаления осадка.

Специалистами Инженерно-технологического центра был разработан вариант блока осветления, реализованный на одной из технологических линий экспериментальной станции очистки воды на Рублевской станции водоподготовки. Многолетняя работа (с 2001 г.) блока показала его гибкость, экономичность, отличные эксплуатационные качества и высочайшую технологическую эффективность.

Зарубежными исследователями был разработан вариант технологии ускоренного осветления воды, в которой в качестве «замутнителя» используется микропесок. Конструкция системы практически не отличается от модернизированных головных сооружений экспериментальной станции очистки воды (рис. 1). Однако возможность максимально использовать потенциал процессов коагуляции–отстаивания в модернизированном процессе высокоскоростного осветления при значительном сокращении площади сооружений, безусловно, представляет большой интерес.

В октябре 2008 г. Инженерно-технологическим центром были проведены испытания этой технологии на Восточной станции водоподготовки.

Метод отстаивания

Метод заключается в удалении взвешенных и коллоидных частиц под действием силы тяжести. Скорость осаждения зависит от их формы, размеров, плотности, шероховатости и от температуры жидкости. Оптимальные значения для этого процесса – 8-12°С.

Одним из условий эффективной очистки является скорость движения воды в отстойнике, которая напрямую влияет на выпадение частиц в осадок. Она должна быть в пределах 0,12-0,6 мм/с, в зависимости от конструкции сооружения.

Применяются отстойники: горизонтальные, вертикальные и радиальные. Каждый из них предназначен для определённых значений объёма и количества загрязнений.

Способ отстаивания является самым простым, эффективность составляет 60-70%. Основной минус – большой объём сооружений.

Также в разделе

Особенности планировки и оборудования спортивных сооружений и мест для занятий физической культурой и спортом Спортивные сооружения разделяют на открытые и закрытые. К первым относятся места для занятий легкой атлетикой, спортивными играми; открытые искусственные…

Гигиенические требования к устройству и эксплуатации водопровода из поверхностных источников водоснабжения. В настоящее время 84% общего количества воды, подаваемой в города и поселки, берут из поверхностных водоемов. Надежная и бесперебойная работа системы…

Гигиеническое нормирование уровней шума Для устранения неблагоприятного влияния шума на здоровье человека решающее значение имеют санитарно-гигиенические нормативы допустимых уровней звука,…

Гигиенические требования к качеству воды источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения С гигиенической точки зрения оптимальной является ситуация, когда вода в источниках водоснабжения полностью отвечает современным представлениям о…

Гигиенические требования к выбору территории для размещения населенных мест Выбор территории для строительства, расширения или реконструкции городских и сельских поселений является одной из ответственных стадий предупредительного…

Гигиеническая характеристика поверхностных водоемов К поверхностным водоемам относятся реки, проточные и непроточные озера, водохранилища, ручьи

Поверхностные водоемы питаются за счет как атмосферных осадков,…

Методические принципы изучения состояния здоровья населения Данные о заболеваемости, смертности, инвалидности, физическом развитии населения можно получить из различных источников информации, основными группами которых…

Выбор источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения Выбор источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения является принципиально важной задачей гигиены воды и водоснабжения населенных мест….

Основные свойства почвы Почвы чрезвычайно разнообразны в зависимости от условий их формирования, в первую очередь климатических условий и растительности. На территории СНГ…

Сравнительная гигиеническая оценка методов и сооружений для очистки бытовых сточных вод Одним из основных критериев гигиенической оценки очистных канализационных сооружений является эпидемическая безопасность очищенных в этих сооружениях…

Что собой представляет обесцвечивания воды

Обесцвечивание воды – снижение исходного показателя цветности, обусловленного содержанием в ней сульфата двухвалентного железа или гидрокарбонатов. Они могут находиться в воде в виде взвешенных частиц, а также быть частично растворены. Обесцвечивание воды происходит в несколько этапов.

1. Отстаивание. Поступившая в качестве сырья вода помещается в специальные емкости или бассейны на определенное время. При нахождении воды в спокойном состоянии захваченные ею взвеси постепенно оседают на дно. Результативность этого процесса составляет около 60-70 %.
2. Фильтрование. После предварительного осветления воды ей предстоит «процеживание» через фильтр для удаления остальных взвешенных частиц. Для этого пивовары используют различные виды фильтров:

• угольный;
• ионитный;
• анионитный;
• кварцевый песок.

Выбор способа обесцвечивания воды обусловлен особенностями воды и нюансами технологического процесса конкретного производителя.

1. Ультрафильтрация обеспечивает тонкую очистку от мелкодисперсных примесей, а также дополнительно стерилизацию от микроорганизмов. Этот метод очистки и обесцвечивания воды дает двойную выгоду: прекрасно подготовленную для пивоварения воду и возможность использовать оставшийся продукт для технологических нужд и клининга.
2. Аэрация, озонирование, нанофильтрация удаляет из воды микроорганизмы, также влияющие на показатель цветности.

Предлагаем полный спектр оборудования и расходных материалов для всех стадий и вариаций обесцвечивания воды.

Результаты и обсуждение

В ходе испытаний установлено, что на эффективность процесса высокоскоростного осветления в большей степени влияет доза флокулянта. На рис. 7 показана зависимость параметров мутности, перманганатной окисляемости и остаточного алюминия от дозы флокулянта. Наиболее эффективными являлись режимы с использованием флокулянта дозой 0,2–0,25 мг/л.

Мутность, цветность, перманганатная окисляемость. Снижение мутности происходило достаточно эффективно.

На рис. 8 приведены характеристики исходной воды, отстоянной воды на сооружениях Восточной станции водоподготовки, осветленной воды, полученной на пилотной установке, и фильтрата после колоночного стенда по мутности, цветности, перманганатной окисляемости, содержанию остаточного алюминия. Дозы реагентов, применявшихся в ходе испытаний, представлены в табл. 1. Приведенные данные свидетельствуют о возможности подбора режима коагулирования, позволяющего обеспечить эффективное снижение мутности отстоянной воды.

остаточного алюминия в отстоянной воде снижалось до 0,1 мг/л, что на порядок ниже по сравнению с водой, обработанной на Восточной станции водоподготовки.

Оценка эффективности процесса при различных нагрузках (20–40 м3/ч) показала, что изменение расхода воды, поступающей на пилотную установку высокоскоростного осветления, не приводит к изменению качества отстоянной воды.

Результаты бактериологического анализа показали, что качество отстоянной воды было достаточно высоким. Фильтрованная вода после песчаных фильтров без применения окислителей полностью соответствовала требованиям СанПиН (однако в этот период качество речной воды характеризовалось низкой бактериальной загрязненностью). Обобщенные результаты бактериологического анализа за период испытаний представлены в табл. 2.

Технико-экономическая оценка технологии высокоскоростного осветления. В табл. 3 представлена предварительная технико-экономическая оценка технологии высокоскоростного осветления в сравнении с традиционной схемой очистки на Восточной станции водоподготовки (за период испытаний). Оценка проведена в части затрат на реагенты. Всесторонняя технико-экономическая оценка возможна в случае проведения полномасштабных испытаний в течение полного годового цикла.

По предварительным расчетам, затраты на реагенты с учетом потерь микропеска сопоставимы. Учитывая повышение степени очистки на установке высокоскоростного осветления, прогнозируется снижение затрат на собственные нужды за счет увеличения продолжительности фильтроцикла при последующей очистке воды на скорых фильтрах. Таким образом, существует возможность получения экономического эффекта от внедрения технологии высокоскоростного осветления.

Поскольку при проведении испытаний на установке не применялось предварительное окисление, в данной технологии с использованием микропеска реализован высокоэффективный процесс осветления воды. Изучение этого процесса представляет интерес с точки зрения уменьшения площади станций водоподготовки: по предварительным оценкам, площадь, необходимая для размещения отстойника высокоскоростного осветления, в 5 раз меньше площади классического полочного отстойника и примерно в 20 раз меньше площади традиционной системы осветления.

Качество воды, получаемой на установке высокоскоростного осветления, зависит от дозы флокулянта (без него данная технология не работает). Средняя доза флокулянта Praestol 650TR для волжской воды в исследуемый период составляла 0,2–0,25 мг/л. В разработанной технологии могут использоваться реагенты, применяющиеся на московских станциях водоподготовки. При оптимальном подборе реагентов и увеличении дозы флокулянта мутность отстоянной воды снижалась до 0,6–0,8 мг/л. Одновременно обеспечивается значительное уменьшение концентрации остаточного алюминия.

Осветление воды средней мутности (от 20 до 2000— 3000 г/м3)

Коагуляция, скомбинированная с флокуляцией, и одностадийное отстаивание обычно вполне достаточны для этого случая. Процесс может быть проведен во флокуляторе, за которым следует отстойник периодического действия, или во флокуляторе-отстойнике скребкового типа со взвешенным слоем осадка или с рециркуляцией ила.

Для получения хорошего результата необходимо установить правильную дозу коагулянта и нужную величину pH флокуляции, которую можно корректировать добавлением нейтрализующего вещества.

Использование флокулирующих добавок рекомендуется почти всегда, потому что это не только увеличивает скорость осветления, но и обеспечивает получение лучшего качества осветленной воды. Однако опыт показывает, что не существует добавок, которые позволили бы уменьшить дозу коагулянта при таком же качестве воды.

Если допускается низкое качество воды, не соответствующее официальным стандартам, то доза коагулянта может быть уменьшена с использованием или без использования вспомогательных средств для коагулирования.

В странах, где разрешено использование синтетических жиомогательных средств, пытаются уменьшить дозу коагулянта, добавляя катионитовые вспомогательные средства; перед тбавлением вспомогательных средств выполняются лабораторные исследования и выбирается скорость дозирования.

Наконец, для различных реагентов максимальный эффект достигается, если флокуляция проходит в насыщенной хлопьями среде; это определяет размеры флокулятора-отстойника, в котором концентрация флокулируемого ила должна быть высокой.

Можно применить обычный флокулятор, за которым следует осветлитель с коротким временем пребывания в нем воды, что позволяет получить воду, удовлетворяющую стандартам, но не очень высокого качества.

Процесс с использованием коагуляции, флокуляции, одностадийного отстаивания и фильтрования широко распространен; он может сопровождаться одновременным проведением дополнительной очистки, например удалением железа и марганца, и доочистки. Такая схема имеет то преимущество, что может использоваться как целиком, так и частично; например, может быть временно исключена коагуляция. Тогда осветлитель используется как контактный отстойник перед фильтрованием, а при необходимости проводят предварительное хлорирование.

Наконец, для поверхностных вод, которые имеют высокое содержание органических веществ, ассоциированных со значительным количеством железа, может оказаться необходимой очистка в две ступени с проведением коагуляции и флокуляции при различных величинах pH. Этим методом можно снизить содержание органических веществ на 75—80% после фильтрования и тех случаях, когда простое отстаивание не дает эффекта более 50% из-за присутствия комплексов различных загрязнений, но такие исключительные случаи встречаются редко.

Когда характеристики воды и осадков, образованных при флокуляции, удовлетворительны, осадок можно отделить с помощью флотации — процесса, который обусловливает высокую концентрацию осадка и позволяет снизить расход реагентов.

Технологии водоподготовки — устранение жесткости воды

Удаление металлов, отложений извести и солей, фторирование и искусственное насыщение кислородом сегодня проводится множеством различных технологических методов.

Учитывая колоссальную востребованность в постоянном улучшении таких способов подготовки важного ресурса, в каком нуждается каждый человек и производство в комплексе, сегодня проводятся масштабные международные мероприятия, посвященные различным отраслям экономики. Технологии водоподготовки позволяют эффективно и качественно очистить жидкость для употребления

Такие манипуляции выбираются отдельно для каждого объекта, исходя из основных особенностей и предъявляемых требований

Технологии водоподготовки позволяют эффективно и качественно очистить жидкость для употребления. Такие манипуляции выбираются отдельно для каждого объекта, исходя из основных особенностей и предъявляемых требований.

На сегодняшний день главная проблема – повышенная жесткость воды. С этой неприятностью сталкиваются практически все.

К тому же по этой причине возникает множество проблем. Поэтому такой вопрос необходимо решать на начальном этапе во избежание неприятных моментов.

Почему жесткость воды так вредит?

Основные проблемы жесткости воды следующие:

• возникновение накипи;
• плохая проводимость тепла;
• отложение солей;
• большой расход при стирке;
• плохая растворимость моющих средств.

Этот перечень далеко не полный. Бороться с проблемами следует с момента их появления. Такую функцию и выполняют технологии водоподготовки.

Технологии водоподготовки применяются для:

• удаления солей и щелочности;
• коррекционной обработки;
• исключения накипи;
• устранения запахов;
• умягчения;
• осветления;
• предотвращения образования коррозии;
• удаления агрессивных газов и т.д.

Это позволяет достичь максимального эффекта при использовании воды для каких-либо целей.

Компоненты для водоподготовки и водоочистки

Водоподготовка и водоочистка, как комплексные меры, включают в себя:

1. Дезинфекцию. Обеззараживание, как способ уничтожить болезнетворные бактерии и вирусы в промышленных масштабах, проводится при помощи хлорирования. Жесткая вода под воздействием окислителя в жидком или газообразном виде проходит эту процедуру за различное время в зависимости от состава, уровня кислотно-щелочного баланса и температурного режима.
2. Обесцвечивание. Жесткая вода характеризуется мутным оттенком. Для того чтобы его удалить, применяют различные химические вещества, которые вступают во взаимодействие с молекулами нежелательных в воде составов и запускают процесс коагуляции – выпадения осадка. Для проведения такой операции используются отстойники.
3. Удаление запаха. Перед началом тонкой фильтрации, проводят очищение воды от сульфидов и других веществ, придающих воде специфический запах. Эта процедура проводится с использованием активированного угля или озонирования жидкости.
4. Фильтрация. В зависимости от последующего назначения воды ее очищают от конкретных загрязнений, однако первичная подготовка при помощи песка и гравия применяется в качестве базы.

Виды водоподготовки

Существующие системы включают две основных категории. Это физическая и химическая водоподготовка. Их еще называют безреагентной и реагентной. Последняя подразумевает собой прямое добавление внутрь системы химических веществ. Они позволяют умягчить воду или подавить коррозию.

Большинство современных приборов работает, используя реагенты для водоподготовки. В определенных сферах жизни без них обойтись категорически нельзя, даже в том случае, если установлена система очистки.

Обязательное использование реагентов подразумевается в:

• бассейнах;
• ионообменных умягчителях;
• сорбционных фильтрах;
• обезжелезивателях.

Использование грязной воды приводит к негативным последствиям. Кроме того, при технологических процессах применяется значительно больше топливных и энергетических ресурсов.

На промышленных установках использование грязной воды приводит к тому, что оборудование выходит из строя. Это связано с плохой передачей тепла.

Следовательно, накипь не пропускает его, и вся мощь нагрева застревает внутри поверхности. Это приводит к растрескиванию материала поверхности или разрыву промышленного оснащения. Подобное явление происходит довольно часто в котельных. Поэтому использование реагентов очень актуально для промышленности.

Фильтрование через слой загрузки

Вода проходит через зернистый материал, задерживающий коллоидные загрязнения. В качестве слоя загрузки применяют кварцевый песок, гравий, дроблённый антрацит и другие. Они должны обладать надлежащим гранулометрическим составом и необходимой механической прочностью, так как происходит их периодическое истирание.

По скорости движения и времени очистки различают скорые и медленные фильтры. Медленные подходят для очистки некоагулированной воды, содержащей относительно мелкую примесь. Так как данный метод – безреагентный, то максимальные значения исходной мутности должны быть до 50 мг/л, цветности до 50 градусов. Скорость движения в таком фильтре составляет 0,1-0,3 м/ч.

Скорые фильтры используют для осветления мутных и цветных вод. В технологической схеме очистки скорые фильтры предусматривают после сооружений коагуляции и отстаивания, так как невозможно получить необходимый эффект одной ступенью

Важно проводить периодическую обратную промывку загрузки для предотвращения последующего загрязнения. Скорость движения в скором фильтре составляет 5,5-15 м/ч

Новые технологии

Среди новых методов обеззараживания воды стоит отметить мембранный способ. Он включает следующие виды:

• нанофильтрацию;
• обратный осмос;
• ультрафильтрацию;
• микрофильтрацию;
• макрофильтрацию.

Вышеописанные методы дорогостоящие, и не решают вопрос полной очистки.

Полезную для здоровья воду получают с помощью воздействия электромагнитными волнами, ультразвуковыми частотами, обработки различными минералами. Она приобретает свойства живой родниковой воды. Однако методом структурирования жидкости не решается вопрос химического обеззараживания. Структурированная вода обладает свойством ускорения коагуляции. Получают ее с помощью электромагнитного, кавитационного, резонансного волнового метода (предполагает обработку на основе пьезокристаллов).

Обработка воды гидромагнитными системами является экологически чистым методом, так как исключает применение химических реактивов.  Посредством магнитного воздействия ионов происходит магнитный резонанс, вызывающий кристаллизацию. Постоянные магниты из редких элементов сохраняют работоспособность в течение длительного времени, но при превышении температуры более 120 градусов происходит ослабевание магнитного поля.

Суть кавитационного способа обработки воды сводится к переводу воды в другое фазовое состояние. В результате перевода воды в парообразное состояние происходит понижение давления в жидкости. Исчезновение кавитационных пузырьков вызывает образование волны сжатия и растяжения воды с частотой ультразвука. Метод эффективен при очистке от солей и железа.

Вышеперечисленные способы отличаются дороговизной, сложностью установки и не всегда обеспечивают высокую эффективность.

Какие методы очистки воды существуют

Несоответствие качества воды источника требованиям потребителя определяет выбор методов обработки воды. Загрязняющие вещества присутствуют в воде в разных формах, принцип удаления каждой из которых имеет особенности.

Методы водоподготовки делят на основные четыре группы.

1. Химический способ очистки воды введением реагентов.
2. Физические фильтрация, отстаивание, процеживание или обработка ультрафиолетом.
3. Физико-химическое комплексное устранение загрязнителей.
4. Использование биоорганизмов для нейтрализации примесей.

В основу всех химических методов очистки воды положены процессы перевода растворенных и взвешенных примесей в нерастворимую форму либо их разрушение до безопасных составляющих с помощью вводимых веществ. Выпадающий в ходе химической реакции осадок загрязнителей удаляют фильтрованием или другим физическим способом.

Очистка воды физическими методами проводится на предварительных стадиях водоподготовки и предполагает освобождение водного раствора от крупных взвешенных включений, которые могут нарушить правильную работу фильтров тонкой очистки. Применение физических способов подготовки для более глубокой водоочистки возможно, но нецелесообразно ввиду малой производительности процессов.

Физико-химические методы являются самой большой группой способов водоочистки. Они совмещают процессы химической очистки воды с последующим удалением загрязнителей применением физических явлений. Множество технологий и комплексный подход позволяет удалять самые разные примеси в любом агрегатном состоянии, растворенные газы, коллоидные частицы органики, ионы тяжелых металлов.

Использование для очистки воды отдельных микроорганизмов — перспективное направление избавления водных растворов от примесей разной природы. Главной особенностью биологического варианта очистки можно указать возможность подбора бактерий, микроорганизмов и простейших под имеющийся химический состав водного раствора. Среда, в которой происходит эффективная очистка воды биоматериалом, носит название активный ил. Процессы биоочистки могут протекать аэробно и анаэробно. Все зависит от особенностей жизнедеятельности микроорганизмов.

Осветление с использованием полной коагуляции, флокуляции, отстаивания и фильтрования

Эти процессы предназначены для обработки воды, имеющей один или несколько следующих качественных показателей:

• содержание взвешенных веществ более 20—40 г/м3 в течение всего или части года;
• цветность более 30 мг/л по платино-кобалътовюй шкале (другие процессы очистки, которые можно использовать, если цветность воды является единственным недостатком, обсуждаются далее);
• высокое содержание органических веществ, которое должно быть сведено к минимуму;
• концентрация тяжелых металлов свыше максимально допустимых величин;
• высокое содержание планктона, даже если он появляется только периодически; эта очистка комбинируется с предварительным хлорированием, количество планктона снижается на 95—99%, а остатки планктона удаляются фильтрованием. Как описано в гл. 9, с помощью микрофильтрации нельзя достигнуть такого результата.

Процесс осветления может изменяться в зависимости от количества взвешенных в воде веществ.

Осветление очень мутной воды. Если в воде содержится более 2000—3000 г/м3 взвешенных веществ в течение длительного времени, необходимо применить один из следующих способов:

1. Одноступенчатое отстаивание и осветление во флокуляторе или осветлителе скребкового типа. Этот процесс возможен тогда, когда максимальное содержание взвешенных веществ не слишком велико, а осадка образуется не очень много. Обычно принимают скорость восходящего потока от 1 до 1,5 м/ч.
2. Двухступенчатое отстаивание (первичный и вторичный осветлители). Этот процесс используется для воды с очень высоким содержанием глины.

Для того чтобы первичный осветлитель работал эффективно, нельзя рассматривать его как сооружение для удаления частиц песка диаметром от 0,1 до 0,2 мм. Последние должны быть удалены на предшествующей стадии, иначе скребок будет заклиниваться или повреждаться.

При высоком содержании взвешенных веществ в воде очистные сооружения будут иметь очень большие размеры, если « очистка должна быть обеспечена без применения реагентов.

В случае же осветлителя малых размеров устойчивая эксплуатация сооружения имеет место при обработке воды со средней мутностью. Поэтому в пиковые периоды (свыше 5000—10000 г/м3) при первичном осветлении в «воду добавляют меньшую дозу коагулянта или флокулянта, определяемую джар-тестом; это обеспечивает необходимую степень предварительной очистки при относительно высокой восходящей скорости потока. Необходимая скорость устанавливается в зависимости от характера и количества веществ, подлежащих удалению, а также от объема образующегося осадка и количества добавляемых коагулянтов. В период внезапного разлива реки может возникнуть необходимость добавления нейтрализующих веществ для поддержания нужной величины pH воды; в другое время добавлять такие реагенты не нужно.

Во вторичный осветлитель поступает вода, качество которой изменяется в допускаемых пределах, и после окончательной коагуляции и флокуляции выпускают осветленную воду хорошего качества.

В интересах здоровья потребителей после осветления применяется фильтрование как конечный процесс, совершенствование которого может еще повысить качество обработанной воды.

Можно отметить, что добавление реагентов в сверхдозах в две стадии в пиковые периоды не дает лучшего результата по сравнению с одностадийным процессом. Подача реагентов должна быть определена очень точно для обработки воды в пиковые периоды, которые могут изменяться из года в год. Поэтому необходимо хорошо знать все вопросы, связанные с водоснабжением, и иметь большой запас реагентов, используемых в процессах очистки.

Фазы водоподготовки

Водоподготовка представляет собой комплекс различных мероприятий, основная задача которых – повысить качество подаваемой пресной воды из магистрального трубопровода или естественного источника, а также довести её состав до требуемых клиентом норм.

Водоочистка с последующей водоподготовкой использует огромный перечень всевозможных химико-физических средств. Их цель – выведение из пресной воды грубодисперсного и коллоидного содержаний, а также вредоносных частиц, к примеру, опасных солей или микро-органики.

Современная водоподготовка в большинстве своем осуществляет надлежащее безаварийное функционирование технологического оснащения, которое напрямую использует большие объемы воды, а также предотвращает образование различного рода отложений на внутренних стенках трубопровода жестких солей, оксидов железа и т.п.

В первую очередь стоит отметить, что основная цель любой водоподготовки – получение допустимой по качеству воды, которая пригодна к употреблению как в бытовых, так и в промышленных условиях.

Водоподготовка и её основные фазы:

1. Дезинфекция. Этот этап необходим для того, чтобы максимально снизить жесткость пресной жидкости и удалить из ее состава вирусы и бактерии. На сегодняшний день наиболее простым средством дезинфекции является хлорирование, поскольку данное вещество считается мощнейшим окислителем. Хлор добавляют в воду под видом концентрата или же газа.

   Эффективность хлора напрямую зависит от следующих условий:

   • оперативности очистки пресной жидкости;
   • кислотно-щелочного баланса;
   • процента минерализации;
   • температурного режима;
   • примесей, которые могут реагировать на наличие хлора.

После проведения хлорирования остаток химиката из воды не выводят, это необходимая мера на случай попадания в жидкость новых микроорганизмов.

Устранение жесткости и придание воде прозрачности. Цвет и примеси, которые делают воду жесткой, удаляют только при помощи разбавления в воде химических реагентов. После проведения всех необходимых реакций жидкость необходимо отстаивать, поскольку добавляемое вещество образовывает в воде молекулы, которые присоединяют к себе различные загрязнители с последующим оседанием на дне.
Устранение зловония. Присутствие в воде неприятного запаха, как правило, может быть вызвано присутствием водорослей, бактерий и сульфидов, в составе которых имеется дефицит кислорода.
Фильтрация. Наиболее простая водоподготовка – применение песка. После чего, если система водоочистки централизована, в воде снова растворяют необходимые химикаты для устранения крупных частиц и отправляют жидкость в установку седиментационного типа. Именно в ней остаток веществ оседает и окончательно отфильтровывается, как правило, на данную фазу затрачивается до двух часов времени.

На последнем этапе водоподготовка заключается в передаче осветленной жидкости в отстойник, где она еще раз фильтруется и хранится в запасниках.

Осветление с использованием частичной коагуляции, флокуляции и фильтрования

Если вода имеет высокую концентрацию примесей только в отдельные периоды (как правило, менее 20-40 г/м3 взвешенных веществ), имеет небольшую цветность (менее 30 единиц) и содержит только небольшое количество органических веществ, железа и марганца, то она может быть очищена с использованием частичной коагуляции с последующим фильтрованием. Добавление коагулянта обычно требует определенного времени для его контакта с водой, подаваемой на фильтры, но вспомогательные добавки вводятся непосредственно перед поступлением воды на фильтр. Доза коагулянта определяет конечную мутность воды после фильтрования, а вспомогательные средства замедляют проникание очень тонких легких хлопьев в загрузку фильтра. Этот тип очистки применяют для довольно ограниченной категории слабо загрязненных вод, иначе конечное качество воды не будет приемлемым, так как здесь удаляется меньше органических веществ, чем при полной коагуляции.

Применение рассматриваемого метода очистки ограничено также максимальной задерживающей способностью фильтрующего материала, которая может быть увеличена при использовании слоя очень большой глубины или загрузок из различных зернистых материалов.

Наконец, возможности метода можно расширить, используя двухступенчатые фильтры, но это не настолько эффективно, как осветление с использованием полной коагуляции, флокуляции, отстаивания и фильтрования. Если слабо загрязненная вода имеет большую цветность или содержит большое количество железа или марганца, то можно использовать частичную коагуляцию и фильтрование при условии, что им предшествовал процесс озонирования. В этом процессе озон действует как окислитель, а не как коагулянт; как показывает опыт, озон не изменяет дзета-потенциал воды. Использование двухслойного фильтра обычно удовлетворяет требованиям данного способа очистки.

В чем заключается химическая очистка воды

Химическая водоочистка основана на химических реакциях реагентов с загрязняющими веществами в водном растворе и их обезвреживании путем перевода в неопасные формы или связывании в нерастворимые комплексы. Химические процессы при очистке воды идут с одинаковой скоростью в любом объеме жидкости, потому этот метод считается эффективным и производительным. Химическая очистка воды на предприятиях лежит в основе обеспечения оборотного водоснабжения и обезвреживания промышленных вод.

Несмотря на великое разнообразие загрязняющих элементов, их соединений и формы присутствия в водном растворе очистка воды от химических загрязнений проводится на основании трех видов химических реакций с удаляемыми элементами:

• Нейтрализация кислотной или щелочной реакции водного раствора.
• Окисление загрязнителей и патогенных микроорганизмов.
• Восстановление ионов металлов и токсичных веществ.

Особенности систем водоподготовки для загородного дома

В условиях удаленности от централизованных коммуникаций, сезонных колебаний химического и микробиологического состава почвы, влияющей на качество среды в закрытых колодцах, необходимой мерой является комплексная, тщательная водоподготовка для загородного дома.

Получение пригодной для бытового применения воды должно реализоваться экономически оправданными технологическими мерами.

В связи с отсутствием комплексного обеспечения от муниципальных комитетов относительно пригородов РФ наиболее оптимальным, практичным и доступным решением служат бытовые фильтры, что отличаются дешевизной и простотой монтажа.